Question

【题目】砷（As）是第四周期第VA族元素，它在自然界中的含量不高，但人类认识它、研究它的历史却很长。

（1）砷的氢化物的化学式为________，其稳定性比磷的氢化物____（填“强或弱”）。已知H3AsO3是两性偏酸性的化合物，它与硫酸反应的化学方程式为 。NaHAsO3溶液呈碱性，该溶液中c（H2AsO3-） C（AsO33-）（填“>”、“<”或“=”）。

（2）砷在自然界中主要以硫化物形式（如雄黄As4S4、雌黄As2S3等）存在。

①工业上以雄黄为原料制备砷的过程是：先在空气中煅烧使其转化为砒霜（As2O3），然后用焦炭还原。写出焦炭还原时发生反应的化学方程式： 。砒霜有剧毒，卫生防疫分析中鉴定的方法是：先将试样与锌、硫酸混合在一起反应，将生成的气体导入到热玻璃管中热解，若玻璃管中产生亮黑色的“砷镜”，则说明试样中含有As2O3。写出上述鉴定过程中有关反应的化学方式： 。

②“砷镜”可被漂白精氧化为H3AsO4，反应中还原剂与氧化剂物质的量之比为 。

（3）已知砷酸（H3AsO4）是三元酸，有较强的氧化性。

①常温下砷酸的K1=6×10-3、K2=1×10-7，则NaH2AsO4溶液的pH为____7。（填“>”、“<”、“=”），判断依据为___________________________________________________________________。

②某原电池装置如图所示，电池总反应为AsO43-+2I-+H2OAsO33-+I2+2OH-。

当P池中溶液由无色变成蓝色时，正极上的电极反应式为 。当电流计指针归中后向Q池中加入一定量的NaOH,则电池负极所在的烧杯为 （填“P”或“Q”）。

Answer 1

【答案】（1） AsH3（1分），弱（1分）， 2H3AsO3+ 3H2SO4 =As2(SO4)3 +6H2O （1分） ， >（1分）

（2）① 2As2O3 + 3C4As+3CO2↑ （2分）；

As2O3+6Zn+6H2SO4＝2AsH3 ↑+ 6ZnSO4+ 3H2O（1分） 2AsH3＝2As↓+3H2（1分）

② 2:5（1分） （3）①pH<7（1分）

H2AsO4-+H2OH3AsO4+OH-，（1分）Kh=Kw/Ka1=1.0 ×10-14/6×10-3=1.67×10-12 < Ka2（1分）

②AsO43-+H2O+2e-＝AsO33-+2OH- （2分） Q （1分）

【解析】

试题分析：（1）砷是第四周期第VA族元素，最低负价为-3价，则砷的氢化物化学式为AsH3；磷与砷是同主族，同主族从上到下非金属性逐渐减弱，气态氢化物的稳定性逐渐减弱，则砷的氢化物稳定性更弱；H3AsO3是两性偏酸性的化合物，与硫酸反应生成硫酸砷和水，方程式为2H3AsO3+ 3H2SO4 =As2(SO4)3 +6H2O；Na2HAsO3溶液呈碱性，说明HAsO3—水解大于电离程度，则c（H2AsO3-）＞（AsO33-）；

（2）①As2O3与焦炭在高温下反应生成As和CO2，方程式为2As2O3 + 3C4As+3CO2↑；锌、硫酸混合在一起反应生成氢气，氢气与As2O3反应生AsH3，AsH3在热玻璃管中分解成As和H2，反应方程式分别为As2O3+6Zn+6H2SO4＝2AsH3 ↑+ 6ZnSO4+ 3H2O、2AsH3＝2As↓+3H2；

②漂白精的主要成分是NaClO，NaClO将As氧化为H3AsO4，NaClO中氯的化合价降低2价，As的化合价升高5价，则还原剂As与氧化剂NaClO物质的量之比为2：5；

（3）①NaH2AsO4溶液水解呈碱性，电离呈酸性，Kh=Kw/Ka1=1.0×10-14/6×10-3=1.67×10-12＜Ka2，水解程度小于电离程度，则NaH2AsO4溶液呈酸性，溶液的pH＜7；

②原电池飞正极上发生得电子发生还原反应，电极反应式为AsO43-+H2O+2e-＝AsO33-+2OH-；当电流计指针归中后向Q池中加入一定量的NaOH，反应逆向进行，AsO33-失电子被氧化成AsO43-，则Q为电池的负极。